基于嵌入式FBG的脉冲强磁体应变测量研究

针对传统的电类传感器因易受电磁干扰而无法实现对线圈内部应变的测量,本文利用光纤Bragg光栅(FBG)不受电磁干扰和体积极小的优势,通过实验研究,成功地将3个FBG嵌入到磁体线圈由内到外3个不同的线层中。液氮环境下对磁体线圈1 000V放电实验结果显示,3个FBG测得磁体内部不同线圈层产生的最大应变分别为34、63和13με,应变分布规律与相关的仿真研究结果一致。实验表明,通过嵌入FBG研究脉冲强磁体励磁过程中应变分布及变化的方法可行有效。     

基于CCD成像解调技术的EFPI传感器

制作了一种非本征型光纤法布里珀罗(EFPI)应变传感器。应变测量结果表明,传感器应变灵敏度为40pm/με,具备良好的线性测量能力(线性度0.999 6)和较小的重复性误差(0.4%)。该传感器结构简单,制作方便,易于得到推广应用。同时,介绍了基于CCD成像的信号解调技术,其既可应用在光纤光栅(FBG)解调系统中,亦可用在光纤法布里珀罗(F-P)信号解调系统中。与F-P解调中常用到的传统光谱仪相比,其具有体积小、成本较低及分辨率高等优势。     

光纤光栅二维加速度传感器

提出了一种基于"钢管-质量块"弹性结构体的光纤光栅(FBG)加速度传感器,4个光纤光栅粘贴在质量块一侧的钢管表面应变的最大处,光栅分布在沿钢管圆周呈90°方位角的位置上,粘贴方向沿钢管的轴向。通过两两组合的光栅对的波长变化量的差值感测弹性结构体不同方向的振动加速度,实现二维测量及温度补偿。使用有限元软件进一步分析说明了传感器的测量原理及谐振频率。传感器性能参数测试结果表明,该传感器谐振频率为515Hz,与有限元分析结果基本吻合,灵敏度为0.88pm·m-1·s2,加速度测量范围为15～75m/s2;传感器二维振动测试结果良好,具备较好的抗干扰振动能力。